Eigenschaften und Auftreten der Schichten in der Schichtstruktur des Tafelglases

Abstract

Sheet glass has a typically layered structure made up of inhomogeneities which, during drawing, become parallel to both the fire polished surfaces of the sheet. The thickness of the inhomogeneous layers varies between about 0.15 and 0.001 mm, whilst the other dimensions are very different. The breadth may vary from the usual values of one or several decimetres down to a millimeter in extreme cases. The length may be considered short at several metres and may extend to thousands of metres. The number of layers per mm of thickness often varies from about 20 to 120 and is little influenced by the length of the machine campaign or its arrangement relative to the tank but decreases somewhat as the thickness of the glass increases. The variations in chemical composition of the layers are usually to be measured in hundredths of a percent. Straight parallel layers in sheet glass do not cause optical defects (distortion by transmitted light or optical shadow effects). In practice the straight parallel layering is disturbed in various ways and these disturbances cause optical defects. Their deviations in composition may amount to up to several tenths of a percent. These disturbances may be actual deformations of the straight layers (e.g. kinks) or layers of only narrow breadth intruded into the uniform parallel structure. The technological conditions are of great importance in the occurrence of the layering. The occurrence of soda-poor layers is especially noticeable. Such layers hardly occur in very homogeneous flat glass. Volatilization of alkaU plays probably an important part in their formation. La structure typique, en couches, du verre à vitres traduit la présence dans le verre d'inhomogénéités que le processus d'étirage transforme en couches parallèles aux deux faces polies au feu. Ces inhomogénéités se présentent naturellement sous la forme de traînées droites et parallèles. L'épaisseur des couches inhomogènes varie entre 0,15 et 0,001 mm. L'étendue de leur surface est très variable. Leur largeur varie entre 1 - 2 et plusieurs décimètres et ne se mesure qu'exceptionellement en millimètres. Quant à leur longueur, elle est telle qu'on peut encore qualifier de courts des défauts qui s'étendent sur plusieurs mètres, certains pouvant atteindre des milliers de mètres. Le nombre de couches inhomogènes pour chaque millimètre d'épaisseur de verre varie entre 20 et 120. Ce nombre n'est pratiquement pas influencé par le temps de service de l'étireuse, ni par son emplacement par rapport au bassin de fusion. Le nombre total de couches augmente avec l'épaisseur du verre mais la proportion par millimètre d'épaisseur diminue. Les variations de la composition chimique des couches inhomogènes par rapport au verre de base sont de l'ordre de grandeur du 1/100 de pour-cent. La présence de couches droites et parallèles dans une feuille de verre ne provoque pas nécessairement de défauts optiques, c'est-à-dire de distorsions à l'examen par transparence, ni d'effets optiques sous forme d'images fantômes. Dans la pratique, les défauts de non-linéarité des couches se manifestent sous différentes formes, qui, elles, sont à l'origine de défauts optiques. Les variations de leur composition chimique par rapport à celle du verre de base sont plus importantes : elles se chiffrent en centièmes et même en dixièmes de pour-cent. Selon leur origine, elles constituent de véritables défauts par rapport à l'ordonnancement en couches droites, défauts qui peuvent revêtir, par exemple, la forme de «tôles» ou de couches inhomogènes de très faible largeur, se présentant notamment sous l'aspect de strates courtes intercalées dans la structure en couches droites. Les conditions technologiques jouent un rôle décisif dans l'apparition des couches inhomogènes. Il est remarquable de relever la présence fréquente de couches appauvries en Na20 . Dans le cas de verre à vitres très homogène, la structure en couches n'est pratiquement plus constituée que par ce type de couches. La volatilisation des alcalis joue probablement un rôle important dans leur apparition. Im Tafelglas ist der typische, geschichtete Aufbau ein Abbild der Inhomogenitäten des Glases, die durch den Ziehprozeß zu Schichten parallel zu den beiden feuerpolierten Oberflächen ausgezogen werden. Ihre natürliche Erscheinungsform ist ein geradliniger und paralleler Verlauf. Die Dicke der inhomogenen Schichten schwankt zwischen 0,15 und 0,001 mm. Ihre Flächenausdehnung ist sehr unterschiedlich. Die Breite beträgt gewöhnlich einige bis viele Dezimeter, in Ausnahmefällen nur Millimeter. Eine Längenausdehnung von vielen Metern ist noch als kurz zu bezeichnen, sie kann auch Tausende von Metern betragen. Die Anzahl inhomogener Schichten je mm Glasdicke schwankt von 20 bis 120 Schichten. Sie wird von der Laufdauer der Ziehmaschine und von deren Anordnung gegenüber der Schmelzwanne praktisch nicht beeinflußt. Sie nimmt mit steigender Glasdicke zwar zu, je mm Glasdicke jedoch ab. Die Abweichungen der chemischen Zusammensetzung der inhomogenen Schichten von der des Grundglases betragen größenordnungsmäßig Hundertstel Prozente. Eine geradlinig und parallel verlaufende Schichtung in einer Glastafel ist kein Anlaß zu optischen Störungen, d. h. Verzerrungen in der Durchsicht und optischen Effekten im Schattenbild. In der Praxis treten Störungen der geradlinigen Schichtung in verschiedenen Abarten auf. Diese Schichtstörungen verursachen optische Fehler. Die Abweichungen ihrer chemischen Zusammensetzung von der des Grundglases sind größer, sie betragen Hundertstel bis einige Zehntel Prozente. Ihrer Entstehung nach sind es echte Störungen der geradlinigen Schichtung, z. B. Verwerfungen, oder inhomogene Schichten sehr kleiner Breitenausdehnung, z. B kurze eingeschobene Schichten, die in die geradlinige Schichtung eingeschoben sind. Für das Auftreten inhomogener Schichten sind die technologischen Bedingungen von maßgeblicher Bedeutung. Auffallend ist das überwiegende Auftreten von an Na2O verarmten Schichten. Bei sehr homogenen Tafelgläsern besteht die Schichtstruktur fast nurmehr aus dieser Art Schichten. Bei ihrer Entstehung dürfte der Alkaliverdampfung eine wichtige Rolle zukommen.